Deze wikiwijs en boekje gaan we gebruiken om de onderwerpen erfelijkheid en evolutie te behandelen.
Erfelijkheid betekent het overdragen van bepaalde eigenschappen van ouders op nakomelingen. Bij je geboorte heb je van allebei je ouders een aantal eigenschappen meegekregen.
Soms kun je deze eigenschappen heel goed zien maar soms is het ook minder duidelijk, zoals bij ziektes.
Evolutie gaat over het veranderen, uitsterven en ontstaan van soorten in de loop van (miljoenen) jaren.
Erfelijkheid theorie
Wat is erfelijk?
In de afbeedling hieronder zie je Sven Kramer. Sven Kramer is een beroemde Nederlandse schaatser. Als je kijkt naar zijn gezicht zie je een litteken, bruine ogen en je weet nu dat hij goed kan schaatsen. Dit zijn drie eigenschappen die bij hem horen. Het litteken heeft hij tijdens zijn leven een keertje opgelopen als gevolg van een val. Dat is dus niet erfelijk . De bruine ogen die hij heeft zijn juist wel erfelijk. Zijn vader en moeder hebben allebei de helft van hun DNA doorgegeven en in dat DNA staat beschreven dat Sven de oogkleur bruin heeft. Dat hij zo goed is in schaatsen komt omdat hij daar aanleg voor heeft. Deze aanleg is erfelijk, maar dat hij uiteindelijk heel veel prijzen heeft gewonnen, komt ook omdat hij heel veel oefent/traint. Je zou dus kunnen zeggen dat het goed kunnen schaatsen een eigenschap is die deels erfelijk en deels niet erfelijk is.
Hoe ontstaan eigenschappen?
In (bijna) iedere cel van ons lichaam zit een kern. De kern is het regelcentrum van een cel. In de celkern van een mens zitten 46 chromosomen. Bij de bevruchting heb je 23 chromosomen van je vader en 23 chromosomen van je moeder gekregen.
Chromosomen zijn lange dunne draden gemaakt van DNA.
Heel sterk vergroot ziet een chromosoom er uit als een wenteltrap. De treden zijn gemaakt van verschillende stoffen, samen het DNA. Dit DNA bevat de code voor je erfelijke eigenschappen. Niet al het DNA op een chromosoom bevat echte informatie. Sommig DNA heeft geen functie., dit noemen we junk-DNA.
De volgorde van een aantal treden zijn een code voor een (deel van een) eigenschap. Zo’n deel begint met een startcode en eindigt met een stopcode. Dit noem je een gen. Dat betekent dat elke erfelijke eigenschap van jou wordt bepaald door een gen. Vaak worden eigenschappen bepaald door meerdere genen.
Je hebt voor iedere eigenschap dus 2 genen, 1 van je vader en 1 van je moeder.
Iedere eigenschap kan meerdere variaties hebben. Zo kan je voor de eigenschap oogkleur, de variaties bruin of blauw hebben. Op een chromosoom liggen heel veel genen. Ze hebben allemaal een vaste plaats. Wat er voor een eigenschap op (één of meerdere) genen staat noem je het genotype. Het genotype bepaalt dus je erfelijke eigenschappen, dus bijvoorbeeld of je blauwe of bruine ogen hebt, of wel of geen krullend haar.
Hoe je bent wordt niet alleen bepaald wat op je genen staat (je genotype). De omstandigheden of het milieu speelt ook een rol. Voor sommige eigenschappen is het genotype heel belangrijk, voor andere eigenschappen is het milieu veel belangrijker. Zo is je opvoeding voor je gedrag heel belangrijk, maar is voor je oogkleur je genotype weer heel belangrijk. Je genotype en de omstandigheden bepalen samen de uitkomst voor een eigenschap. Hiermee bedoelen we hoe de eigenschap tot uiting komt. Dit noemen we met een biologisch woord het fenotype.
Bekijk het filmpje over DNA.
DNA
Hoe ontstaat je genotype?
Ieder mens is ontstaan tijdens de bevruchting: een zaadcel is een eicel binnen gedrongen. Beiden hebben ze 23 chromosomen met dezelfde soort genen.
Dit betekent dat in een lichaamscel 2 x 23 (verschillende) = 46 chromosomen zitten. Je bouwbeschrijving ligt dus bij de bevruchting al vast!
Hieronder zie je een chromosomenkaart (karyogram) van een mens met 46 chromosomen. Zo'n karyogram kun je alleen maar maken op het moment dat de cel zich aan het delen is. Op andere momenten zijn de chromosomen onzichtbaar.
Het 23ste paar noemen we de geslachtschromosomen. Zij bepalen of je een jongen of een meisje wordt. Heb je twee verschillende (een grote X en een kleine Y) dan word je een jongen, heb je twee dezelfde grote X chromosomen dan word je een meisje.
Andere organismen hebben ook chromosomen. Hieronder zie je bijvoorbeeld een karyogram van een mais plant. Een mais plant heeft dus in iedere cel in totaal 20 chromosomen.
Opdrachten
1. Hoeveel chromosomen bevat een lichaamscel van een mens?
2. Hoeveel chromosomen bevat een zaadcel van een mens?
3. Juist of onjuist?
a) het gen voor oogkleur komt alleen voor in de ogen
b) in elke cel komen evenveel genen voor
c) in een geslachtscel heb je voor iedere eigenschap slechts 1 gen
d) een geslachtscel bevat 2 geslachtschromosomen
4. In de tabel zie je van een aantal soorten de aantallen chromosomen in lichaamscellen.
a. hoeveel chromosomen bevat een eicel van een konijn?
b. hoeveel chromosomen bevat een levercel van een hond?
c. hoeveel paar chromosomen bevat een huidcel van een cavia?
d. hoeveel chromosomen bevat een stuifmeelkorrel van een zwarte moerbei?
e. hoeveel chromosomen bevat een cel van een blad van de tulp?
Bij sommige baby’s die geboren zijn met donker haar, wordt het haar na enkele maanden lichter. Tijdens de puberteit wordt het haar dan weer donkerder. De kleur van het haar vlak na de geboorte wordt beïnvloed door geslachtshormonen van de moeder. Na een tijdje zijn die uit het bloed van de baby verdwenen. In de puberteit neemt de productie van geslachtshormonen bij het kind toe.
5. Verandert door de werking van de geslachtshormonen het fenotype voor ‘haarkleur’? En verandert het genotype erdoor?
leg je antwoord uit.
In de afbeelding zie je hoe een fruitvlieg zich ontwikkelt van een
bevrucht ei tot een volwassen fruitvlieg.
Het fenotype en het genotype van het bevruchte ei wordt vergeleken met
dat van de volwassen fruitvlieg.
6. Is tijdens de ontwikkeling van ei tot volwassen vlieg het fenotype
veranderd of gelijk gebleven? En het genotype?
7. Een fruitvlieg heeft XX- of XY-geslachtschromosomen, die op dezelfde manier het geslacht beïnvloeden als bij de mens. De eigenschap ‘oogkleur’ ligt op het X-chromosoom. Op het Y-chromosoom is de eigenschap ‘oogkleur’ niet aanwezig.
Een mannetje heeft rode ogen. Zit het stukje DNA voor rode ogen in zijn spermacellen?
A Ja, in alle spermacellen.
B Ja, in 50% van de spermacellen.
C Nee, in geen van de spermacellen.
Het syndroom van Klinefelter Het syndroom van Klinefelter is een aandoening waarbij jongens een extra X-chromosoom hebben in gewone lichaamscellen. Bij jongens met dit syndroom begint de puberteit meestal op de normale leeftijd, maar de zaadballen blijven klein. Deze jongens hebben vaak weinig baardgroei en soms is er sprake van borstvorming. De meeste mannen met dit syndroom zijn onvruchtbaar.
8. Welke geslachtschromosomen heeft een jongen met het syndroom van Klinefelter in een levercel?
Celdeling
Mitose
Bij de bevruchting heb je dus in de bevruchte eicel een set chromosomen. Van de bevruchte eicel worden kopieën gemaakt. Hij gaat zich dus delen in twee, vier, acht, zestien enz.enz… Het maken van deze kopieën noemen we de gewone celdeling. Het biologische woord dat we gebruiken is mitose. Hiermee worden cellen gemaakt waarbij de nieuwe cellen kopieën zijn van de eerste cel. ze hebben precies dezelfde erfelijke informatie.
Een mitose gaat in de volgende stappen:
de chromosomen spiraliseren. Hierdoor kan je ze zien.
de chromosomen kopiëren zich en gaan naast elkaar in het midden van de cel liggen. Ieder chromosoom bestaat nu uit 2 gelijke draden die aan elkaar vast zitten.
de 2 chromosoomdraden gaan zich delen. De 2 draden worden door dunne draadjes uit elkaar getrokken, ieder naar een tegenoverliggend pool (zijde).
Er ontstaat een nieuwe celmembraan en er zijn nu twee cellen gevormd met exact dezelfde erfelijke informatie, een kopie dus.
Mitosedelingen heb je nodig om te groeien, om cellen te vervangen en om wonden te herstellen.
Aan het begin van de zwangerschap kunnen de cellen nog allerlei soorten cellen worden. Dit noemen we stamcellen. Alle genen in de cel zijn nog bruikbaar.
Tijdens de zwangerschap worden verschillende soorten cellen gemaakt. Cellen gaan zich specialiseren. Voor ieder gen zit een “knopje” van aan of uit. Op het moment dat deze knopjes worden uitgezet zijn die genen niet meer bruikbaar. Het is dan bijvoorbeeld een spiercel geworden. Alle cellen die hieruit voortkomen zijn dan ook spiercellen.
Iedere cel heeft dus wel alle erfelijke informatie maar kan maar een klein gedeelte gebruiken.
Mitose
Meiose
In een geslachtscel, een eicel of een zaadcel, zitten 23 chromosomen, waarvan er dus één (namelijk nummer 23) een geslachtschromosoom is. Om een geslachtscel te maken is dus een andere celdeling nodig. Deze deling noemen we de reductiedeling of meiose. Deze lijkt veel op de mitose maar is net even anders.
Een meiose gaat in de volgende stappen:
de chromosomen spiraliseren.
de chromosomen kopiëren zich.
de chromosomen gaan soort bij soort liggen. Vergelijk C van de onderstaande figuur maar eens met die van de meiose. De chromosomen gaan paarsgewijs in het midden van de cel liggen.
de chromosomen worden verdeeld. Dat zie in E.
er zijn nu twee cellen gevormd met ieder de helft van het aantal chromosomen. Ieder chromosoom bestaat nog uit 2 gelijke draden. De chromosomen gaan nu naast elkaar liggen in het midden van de cel.
de twee draden gaan zich delen. Ze worden door dunne draden naar de polen getrokken.
er zijn nu 4 cellen gevormd die twee aan twee gelijk zijn. Iedere cel heeft één chromosoom van iedere soort. We zijn in dit voorbeeld met 4 chromosomen (2x 2 verschillende) begonnen in één cel begonnen en eindigen met vier cellen met elk 2 verschillende chromosomen.
Doordat je bij de meiose de chromosomen verdeelt, kun je heel veel verschillende soorten geslachtscellen maken. Bij de bevruchting ontstaat dan weer een nieuwe combinatie van genen en zo is iedereen anders en heeft een unieke combinatie van eigenschappen.
meiose
Samengevat
Mitose wordt ook wel de gewone celdeling genoemd, Hierbij worden de cellen gekopieerd. Er ontstaan bij de mens dus weer cellen met precies het aantal chromosomen van de oorspronkelijke cel.
Meiose ook wel reductiedeling genoemd is een celdeling waar geslachtscellen ontstaan, Er ontstaan dus cellen met ieder 23 chromosomen, van ieder paar 1.
mutaties
Een mutatie is een verandering van DNA door bijvoorbeeld UV straling, röntgenstraling of giftige stoffen.
Tijdens het kopiëren van de chromosomen bij de mitose worden soms fouten gemaakt. Dit noem je een mutatie. Mutaties ontstaan vaker als je in aanraking komt met UV straling, röntgenstraling of giftige stoffen. Zit zo’n fout in een gedeelte van de genen dat de cel niet gebruikt dan merk je er niets van. Kanker wordt bijvoorbeeld veroorzaakt omdat door een mutatie de rem op de celdeling wegvalt.
Als er tijdens de meiose een fout wordt gemaakt , dan zal dit als deze geslachtscel wordt gebruikt altijd zichtbaar zijn in het genotype van een organisme.
Opdrachten
Het extra chromosoom 21 is afkomstig uit een geslachtscel van één van de ouders. Er is dan iets fout gegaan bij de celdeling waarbij deze cel ontstond.
1. Hoe heet het type celdeling waarbij geslachtscellen van een mens worden gemaakt?
2. Eén van de genen op chromosoom 21 is betrokken bij het omzetten van geluidsprikkels in impulsen. Hoe vaak komt dit gen voor in een spiercel van iemand met het syndroom van Down?
Spoelworm
In de afbeelding is schematisch een cel van een geslachtsorgaan van een spoelworm weergegeven. Een spoelworm heeft twee paar chromosomen in elke gewone lichaamscel. Deze chromosomen zijn in de afbeelding als staafjes getekend.
Uit de cel in de afbeelding ontstaan door deling geslachtscellen.
3. Teken in onderstaande geslachtscel de chromosomen die zich hierin bevinden.
Nieuwe hartcellen
Een hartinfarct kan ontstaan als een bloedstolsel in een bloedvat terechtkomt dat bloed naar de hartspier voert. Door gebrek aan zuurstof sterven dan cellen in het hartspierweefsel.
Artsen zoeken een manier om beschadigd hartspierweefsel te herstellen. Ze deden een bijzondere ontdekking bij een donorhart afkomstig van een vrouw, dat was getransplanteerd in het lichaam van een mannelijke patiënt. Tussen de vrouwelijke cellen van het getransplanteerde hart bevonden zich na enige tijd enkele mannelijke cellen. Of een cel mannelijk of vrouwelijk is, kan afgeleid worden uit de chromosomen.
4. Welk verschil is er tussen de chromosomen in een cel van een man en die in een cel van een vrouw?
De artsen vermoeden dat de nieuwe hartcellen ontstaan waren uit bepaalde cellen van het beenmerg van de mannelijke patiënt. Ze zoeken nu naar een manier om zulke cellen uit het beenmerg weg te nemen en te vermeerderen door celdeling.
5. Door wat voor soort celdeling worden de cellen dan vermeerderd?
Erfelijkheidsonderzoek
Met erfelijkheidsonderzoek wordt onderzoek aan het DNA bedoeld. Dit kun je gebruiken voor verschillende doeleinden.
Bij een onderzoek naar een erfelijke afwijking bij een foetus kun je gericht gaan zoeken naar het gen dat deze afwijking veroorzaak. Dit kan met een NIPT-test, een vlokkentest of een vruchtwaterpunctie. Blijkt dat de foetus het “zieke gen” te hebben dan kan een abortus overwogen worden.
NIPT-test: in het bloed van een zwangere vrouw zitten ook cellen van de foetus. Door het bloed van de moeder te onderzoeken kunnen een aantal erfelijke ziektes worden vastgesteld. Vaak wordt er bij een afwijkende uitslag nog verder onderzoek gedaan.
Vruchtwaterpunctie: bij een vruchtwaterpunctie wordt er vruchtwater uit de baarmoeder weggezogen via de buik. Dit gebeurt met een naald. Met een echo wordt gekeken waar de naald moet worden ingebracht. In het vruchtwater zitten cellen van het ongeboren kind. Daaraan is te zien of het ongeboren kind een (erfelijke) ziekte of chromosoomafwijking heeft.
Vlokkentest: bij een vlokkentest wordt een stukje van de moederkoek/ placenta ('vlokken') uit de baarmoeder gehaald. Dit gebeurt via de vagina met een slangetje of via de buik met een naald. Met een echo kan de arts zien waar de moederkoek zit en op de goede plaats iets weghalen. In het laboratorium worden de vlokken onderzocht op een erfelijke ziekte of chromosoomafwijking.
Tijdens je leven kunnen er ook nog erfelijkheidsonderzoeken gedaan worden. Bijvoorbeeld als er een erfelijke vorm van kanker in de familie voorkomt. Je kan dan laten onderzoeken of je ook de foute gen-variant hebt waardoor je een grote kans hebt op deze vorm van kanker.
Als een ziekte in de familie zit, kun je ook onderzoek laten doen of je drager bent voor dit gen en de kans laten berekenen op een kind met deze erfelijke ziektes. (Dit doen ze met een stamboomonderzoek)
Verder is er een bloedonderzoek mogelijk en kun je je laten screenen op verschillende soorten kanker.
In Nederland kan bij ernstige erfelijke aandoening zoals de ziekte van Duchenne of Huntington embryoselectie gedaan. Hoe dat werkt wordt uitgelegd in het filmpje.
Forensisch onderzoek
Voor het onderzoek naar familierelaties of voor een forensisch onderzoek naar de dader van een misdrijf wordt gebruik gemaakt van delen van het onleesbare junk-DNA. Men vergelijkt de lengte van 10 tot 15 vaste delen van dit onbruikbare DNA. Iedereen heeft voor deze gezamenlijke delen een unieke combinatie. Na bewerking is dit af te lezen in een streepjespatroon. Iedereen heeft een uniek streepjespatroon, maar de streepjespatronen van familieleden hebben veel overeenkomsten. Hoe meer overeenkomsten, hoe nauwer verwant. (je hebt de helft van de streepjes gelijk aan je vader, en de andere helft is gelijk aan die van je moeder). Een eeneiige tweeling heeft hetzelfde streepjespatroon. Zij komen immers van dezelfde bevruchte eicel.
Kinderen krijgen hun DNA van hun ouders. De helft van de ene ouder en de helft van de andere ouder. Figuur 1 legt dit uit aan de hand van de DNA-profielen van een vader, een moeder en een kind. Van de drie maal twee DNA kenmerken van het kind is er telkens één bij de vader terug te vinden en één bij de moeder.
Voor het onderzoek naar familierelaties of forensisch onderzoek naar de dader wordt gebruik gemaakt van delen van het onleesbare DNA. Men vergelijkt tussen de 10 en 15 vaste delen van dit onbruikbare DNA. Iedereen heeft voor deze gezamenlijke delen een unieke combinatie Na bewerking is dit af te lezen in een streepjespatroon. Iedereen heeft een uniek streepjespatroon, maar de streepjespatronen van familieleden hebben veel overeenkomsten. Hoe meer overeenkomsten, hoe nauwer verwant. (je hebt de helft van de streepjes gelijk aan je vader of moeder). Een eeneiige tweeling heeft hetzelfde streepjespatroon.
In de afbeelding zie je DNA profielen van mensen die familie zijn.
Bekijk de filmpjes over DNA verwantschapsonderzoek en erfelijkheidsonderzoek.
erfelijkheidsonderzoek
Opdrachten
Wetenschappers kunnen bij muizen een fout stukje DNA uit een chromosoom wegknippen, zodat er een gezond muizen-embryo kan ontstaan. Ze gebruiken daarvoor het CRISPR-Cas-systeem. In de tekeningen wordt schematisch uitgelegd hoe wetenschappers dat doen.
1 de cellen uit stap 1 zijn ontstaan door mitose / meiose
de cellen uit stap 4 zijn ontstaan door mitose/ meiose
2 Het foute stukje DNA is ontstaan door een mutatie. Finn en Ilse praten over mutaties.
Finn zegt dat een mutatie kan ontstaan door radio-actieve straling.
Ilse zegt dat mutaties alleen ontstaan in geslachtscellen.
Wie heeft gelijk?
A Alleen Finn heeft gelijk.
B Alleen Ilse heeft gelijk.
C Finn heeft gelijk en Ilse heeft gelijk.
D Geen van beiden heeft gelijk.
3 Wordt de mutatie volgens de informatie vóór of ná de bevruchting weggeknipt? Leg je antwoord uit.
4 Steeds vaker wordt DNA gebruikt bij de opsporing van een onbekende dader van een misdrijf. Daarbij is de bepaling van verwantschap tussen mensen van belang. Bij mannen wordt daarvoor het DNA van het Y-chromosoom onderzocht. De onderzoeker neemt met een wattenstaafje cellen uit het wangslijmvlies van een man weg. Uit deze cellen haalt hij de Y-chromosomen. Met het DNA van de Y-chromosomen maakt hij een DNA-profiel van deze man.
Hoeveel Y-chromosomen bevat de celkern van een cel uit het wangslijmvlies van een man?
5. Vul onderstaande schema in
Taaislijmziekte is vast te stellen door prenataal onderzoek van cellen van de baby. Drie methoden die gebruikt worden bij prenataal onderzoek zijn:
1 echoscopie
2 vlokkentest
3 vruchtwaterpunctie.
6.. Bij welke van deze methoden worden cellen van de ongeboren baby weggenomen?
Biotechnologie
Al duizenden jaren gebruiken mensen gisten en (melkzuur) bacteriën voor het maken en veranderen van voedsel. Denk maar eens aan het maken van zuurkool of alcohol of het laten rijzen van brood.
Het gebruiken van (delen van) organismen voor de productie van stoffen zoals voedsel noemen we (klassieke) biotechnologie.
Bij de moderne biotechnologie kan men op celniveau het erfelijk materiaal veranderen. Dit noemen we genetische manipulatie/ modificatie Een individu waarbij het erfelijk materiaal verandert is noemen we transgeen.
De techniek die gebruikt wordt noemen we recombinant DNA-techniek.
Met deze techniek kunnen we onschadelijke bacteriën aanpassen om bijvoorbeeld het medicijn insuline of om nuttige enzymen te maken. Ook bij planten en dieren kunnen we het DNA veranderen. Dit is echter in Europa vaak niet toegestaan. Wel wordt er veel onderzoek gedaan zodat we later misschien bepaalde erfelijke ziektes kunnen genezen
Bekijk het filmpje over genetische manipulatie.
Andere mogelijkheden zijn het klonen van individuen. In Schotland is het schaap Dolly als eerste gekloond.
Bij klonen krijgen alle nakomelingen dezelfde eigenschappen als de ouder. Hoe werkt het :
Neem een eicel en haal de kern er uit.
Neem een witte bloedcel van de perfecte ouder en haal de kern er uit
stop de laatste kern in de lege eicel
plant de eicel in een gastmoeder, die is nu “zwanger”
De eicel groeit uit tot een kopie van de perfecte moeder
In het filmpje wordt uitgelegd hoe een paard wordt gekloond.
In Nederland is een hond die in het buitenland is gekloond "Pipo de kloon". Bekijk het filmpje.
In CSI zie je dat verdachten worden opgespoord met DNA. Iedereen is uniek en heeft dus ook uniek DNA. Wat ze nu doen is stukken van het DNA van de verdachte vergelijken met eenzelfde stuk van het DNA uit een druppel bloed of speeksel of haar of wat voor iets dan ook dat cellen bevat. Is nu het DNA gelijk dan is de verdachte de dader.
Je kan dit vergelijken ook gebruiken voor het zoeken naar verwanten. Is die meneer echt je vader of echt je verloren gewaande zus. Het DNA van familie lijkt erg op dat van jou Hoe nauwer de familieband hoe sterker het DNA moet overeenkomen.
Bekijk het filmpje over DNA onderzoek bij de politie
Bekijk het filmpje over een het knippen en plakken van een superbaby.
Opdrachten
Bekijk het filmpje en beantwoord daarna vraag 1.
1
a. Uit welk deel van de mammoet kan DNA worden gehaald?
b. Er zit weinig DNA in bloed. In welke delen van bloed kun je wel DNA vinden?
c. Waarom zijn vogels het meest geschikt om een dino uit te kweken?
d. Welk kenmerk bij vogels komt overeen met dino's?
e. Het kruisen van honden en vogels door de mens wordt kunstmatige selectie genoemd. Zoek op wat kunstmatige selectie is.
f. Geef een voorbeeld van een soort die is verandert door biotechnologie.
g. Waarom kunnen er wel soorten als de Sabeltandtijger en de Dodo terug tot leven worden gebracht en de Dinosauriers niet?
De gloeivis
In de Verenigde Staten kun je in dierenwinkels gloeivissen kopen van het bedrijf Glofish. Gloeivissen zijn genetisch gemodificeerde zebravisjes. Onderzoekers uit Singapore hebben deze visjes een gen gegeven uit een zeeanemoon. Dankzij dit gen worden de vissen felrood als je ze verlicht met een uv-lamp. Er zijn ook varianten in andere kleuren. De groene hebben een gen dat afkomstig is uit een kwal.
In Europa is het verboden om genetisch gemodificeerde dieren in te voeren. Om toch te kunnen invoeren, is speciale toestemming nodig. De gloeivissen mogen hier dus niet worden verkocht.
In het wild kom je gloeivisjes vrijwel niet tegen. Daar overleven ze minder goed dan andere zebravisjes, doordat ze te weinig jongen krijgen.
2. De gloeivis krijgt in de natuur minder jongen dan andere zebravissen. Geef hiervoor een verklaring.
3. Voor het genetisch modificeren van de groene visjes wordt een gen uit een kwal gebruikt. Is de kwal een transgeen organisme? Leg je antwoord uit.
Extra: Designer baby's
Bij een IVF-behandeling kunnen artsen het beste embryo selecteren en terugplaatsen in de baarmoeder. Op die manier kunnen genetische afwijkingen worden uitgesloten. Betekent dit dat we in de toekomst onze kinderen kunnen selecteren op geslacht, oogkleur en muzikale talent? En hoe ver zijn wetenschappers met het manipuleren van dierlijk en menselijk DNA met behulp van CRISPR-Cas?
Bekijk het filmpje en maak daarna de vragen van opdracht 4.
4.
a. Streep door wat niet van toepassing is:
Bij IVF worden de embryo’s binnen/buiten het lichaam bevrucht.
In de aflevering wordt gesproken over Preïmplantatie Genetische Diagnostiek (PGD).
b. Wat wordt er gedaan bij PGD?
c. Welke embryo wordt teruggeplaatst?
d. Waar onderzoeken ze de embryo’s in het UMC op?
e. Hoeveel cellen heeft het embryo dat ze onderzoeken in het UMC?
f. Wat is het verschil tussen IVF en PGD?
g. De CRISPR-cas techniek is een … truc.
A chemische
B moleculaire
C fotosynthetische
D magnetische
h. Streep door wat niet van toepassing is: CRISPR-cas werkt als een soort schaar/lijm. Met deze techniek kun je stukjes DNA aanpassen/verwijderen.
Homozygoot, heterozygoot
In bijna iedere cel van je lichaam zitten chromosomen. Cellen zijn de bouwstenen van je lichaam. Chromosomen zijn een soort strengen. Ze bestaan uit de stof DNA. In dit DNA zit een code voor al onze erfelijke eigenschappen.
Genen
Op de chromosomen zitten de genen. Er zijn in totaal zo'n 20.000 genen. Een gen is een stukje DNA. Elk gen heeft de code van een kenmerk, die (mee)bepaalt:
Hoe je er uit ziet. Bijvoorbeeld wat de kleur van je ogen is.
Hoe je lichaam werkt. Bijvoorbeeld het maken van bewegingen, het werken van je hersenen en het verteren van eten.
Van ieder gen erf je een versie van je vader en van je moeder. Welke versie je ouders doorgeven ligt er ook weer aan welke versie zij van hun vader en moeder hebben gekregen. De genen van vader en moeder samen bepalen welke eigenschappen jij krijgt.
Je hebt voor iedere eigenschap dus twee genen. Soms zijn deze genen gelijk en hebben ze beide dezelfde code, soms hebbben ze beide een andere code.
Als er een bevruchte eicel ontstaat noemen we dat binnen de biologie ook wel een zygote. Dit woord verklaard een deel van de woorden heterozygoot en homozygoot. Wat betekenen dan hetero en homo?
Ieder chromosoom heb je in een gewone cel twee keer. Ieder gen heb je dus ook 2 keer, 1 gekregen met de zaadcel van je vader, 1 gekregen met de eicel van je moeder. Voor één eigenschap heb je dus (tenminste) twee genen. Soms zijn deze genen gelijk voor een eigenschap, bijvoorbeeld twee keer het gen blauw. Je bent dan homozygoot voor die eigenschap.
Als je 2 verschillende genen hebt voor de eigenschap van bijvoorbeeld je oogkleur, bijvoorbeeld een blauw gen en een bruin gen dan noemen we dat heterozygoot. Per eigenschap verschilt het of je heterozygoot of homozygoot bent.
Dominant - recessief
Als je heterozygoot bent voor een eigenschap hoeft je fenotype niet een combinatie te zijn van de twee verschillende genen. Vaak is het ene gen sterker dan het andere.
Je ziet dan het sterkste, het dominante gen. Bijvoorbeeld iemand met een gen voor bruine ogen en een gen voor blauwe ogen heeft bruine ogen, want bruin is dominant. Blauw zie je niet, dit is het recessieve gen. Recessief is dus ondergeschikt. Je ziet dit gen alleen als je homozygoot ( = 2 x hetzelfde) voor blauwe oogkleur hebt. (NB groen en grijs wordt door een ander gen gevormd).
Deze vorm van overerving moet je kennen en kunnen uitleggen met behulp van een kruisingsschema.
Je noteert de genen altijd met een letter, bijvoorbeeld de letter A.
Een dominant gen heeft een hoofdletter (A)
Een recessief gen heeft een kleine letter (a)
Ben je homozygoot heb je dus twee keer dezelfde letter (AA of aa)
Ben je heterozygoot heb je dus twee verschillende letters (Aa)
Let op: kies altijd een letter met een duidelijk verschil tussen de hoofdletter en de kleine letter, dus geen C en c.
AA= homzygoot dominant
aa = homzygoot recessief
Aa = heterozygoot
Kruisingen
Bij een kruising kijken we naar het samensmelten van een eicel en een zaadcel. We bekijken welke nieuwe combinaties er gemaakt kunnen worden bij 1 erfelijke eigenschap.
Bij kruisingsschema's maken we gebruik van 'generaties'. Om een goed kruisingsschema te maken, is het belangrijk dat je snapt hoe die generaties werken.
Als eerste hebben we ouders, deze geven we aan met de P van Parentes (Latijn voor ouders)
Daarna komt de eerste generatie nakomelingen, deze geven we aan met F1 (Filii is Latijn voor kinderen)
De tweede generatie nakomelingen (dus de kinderen van F1) noemen we F2
Wanneer een vader en moeder nakomelingen krijgen, krijgen de nakomelingen voor iedere eigenschap één gen van de vader en één gen van de moeder. Wanneer we weten welke genen de vader heeft en welke genen de moeder heeft, kunnen we berekenen hoe groot de kans is dat de nakomelingen een bepaald genotype (en dus fenotype) krijgen.
Een ouder die AA is maakt alleen geslachtscellen met een A.
Een ouder die aa is maakt alleen geslachtscellen met een a
Een ouder die Aa is maakt geslachtscellen met een A en geslachtscellen met een a.
Kruisingsschema maken
Stap 1: Noteer het genotype van de ouders met letter, dus AA, Aa of aa
Stap 2: Maak een kruisingsschema
Stap 3: Zet het genotype van beide ouders in het kruisingsschema. bijvoorbeeld:
Stap 4: je gaat nu in het kruisingsschema mogelijke combinaties maken van eicellen en zaadcellen. Zo kun je bepalen welk genotype een nakomeling kan krijgen.
Je kunt nu bepalen welk genotype de nakomeling kan hebben.
In dit geval is dit AA of Aa.
Mogelijke kruisingen zijn:
aa x aa geeft 100% aa,homozygoot recessief
AA x AA geeft 100% AA, homozygoot dominant
AA x Aa geeft 50% Aa heterozygoot en 50% AA homozygoot dominant. Het verschil tussen 2 en 3 is aan de buitenkant niet te zien.
AA x aa geeft 100% Aa heterozygoot
Aa xAa geeft 25% aa (homozygoot recessief) 50% Aa (heterozygoot), 25 % AA (homozygoot dominant)
Aa x aa geeft 50% Aa (heterozygoot, aa (50% homozygoot recessief)
De kruisingen 4, 5 en 6 worden vaak gebruikt in kuisingsvraagstukken.
1. Een zwartharige heterozygote poes kruist met een witte kater. Het nest bestaat uit 12 kittens.
a. Welke eigenschap is dominant?
b. Wat is de kans op een homozygoot zwart jong?
c. Wat is de kans op een heterozygoot wit jong?
d. Wat is de kans op een heterozygoot zwart jong?
2. Een hond met krullend haar paart met hond met sluik haar. Het nestje bestaat uit 8 puppy’s, 4 krullend, 4 sluik
Kun je zeggen wat dominant is en wat recessief? Waarom wel niet?
3. Een vader met bruine ogen krijgt bij een vrouw met blauwe ogen een kind. Dit kind heeft blauwe ogen. In een 2de huwelijk krijgt hij bij een vrouw met bruine ogen een kind met bruine ogen en een kind met blauwe ogen.
Wat is het genotype (in A en a) van de verschillende personen.
4. Bij konijnen komen meerdere vachtkleuren voor. Er bestaan konijnen met een donkere vacht en met een vacht die we Himalya (a) noemen, deze is recessief. Een konijn met vachtkleur Himalaya wordt gekruist met een heterozygoot is voor vachtkleur.
a. Wat is het genotype van beide konijnen?
b. Wat is de verhouding in genotype van de verschillende nakomelingen?
c. Hoeveel % van de nakomelingen is heterozygoot voor vachtkleur?
5. De eigenschap rechtshandigheid is dominant over linkshandigheid.
Twee rechtshandige ouders krijgen 3 kinderen. Mathijs is linkshandig, Dirk is rechtshandig en Peter is linkshandig.
a. Wat is het genotype van de ouders?
b. Wat is het genotype van Mathijs?
c. Wat is het genotype van Peter
6. De Manx is een staartloze kat. De eigenschap staartloos is het gevolg van een dominant gen. Voor de fokkers van dit ras doet zich het volgende probleem voor. Homozygoot staartloze jongen zijn niet levensvatbaar.
Wat is het genotype van een levende staartloze kat?
7. Bij pasgeboren baby wordt wat bloed afgenomen door middel van de zogenaamde hielprik. Uit onderzoek van het bloed blijkt het kind een erfelijke stofwisselingsziekte heeft, die P.K.U. heet. Het zal een aangepast dieet moeten volgen. Geen van beide ouders heeft de verschijnselen van deze ziekte. De ouders willen nog graag een kind.
Hoe groot is de kans dat dit tweede kind ook P.K.U. zal hebben?
8. Bij katten is het gen voor een effen vacht dominant over dat over een gestreepte vacht. Een effen poes die homozygoot is, verwacht nakomelingen van een effen kater die heterozygoot is.
Hoe groot is de kans dat de tweede nakomeling een effen vacht heeft?
9. Bij varkens is het gen lange oren dominant over dat voor korte oren. Een varken (1) met lange oren wordt gekruist met een varken (2) met korte oren. Sommige nakomelingen hebben lange oren, andere nakomelingen hebben korte oren.
Was varken 1 homo– of heterozygoot voor de eigenschap oorlengte? En varken 2?
10. Tongrollen; Of je, je tong kunt rollen is erfelijk bepaald. Twee ouders die beiden hun tong kunnen rollen tot een gootje, krijgen een kind dat dit niet kan.
a. Wat is het genotype van de ouders?
b. Wat is het genotype van dit kind? Het volgende kind kan de tong wel rollen.
c. Wat is de kans dat dit kind heterozygoot is voor deze eigenschap?
11. Een gele muis paart met een grijze muis. Alle jongen zijn grijs. Twee van deze jongen paren onderling. Er zijn 16 jongen.
Schrijf deze kruising uit. Gebruik A en a
a. Wat is de verwachting van de 2de kruising?
b. Hoeveel % is homozygoot?
c. Hoeveel % van de grijze muizen is heterozygoot?
d. Hoeveel % van de gele muizen is homozygoot?
12. Je hebt honden met een krul in de staart en honden met een rechte staart. Twee honden met een krul in de staart krijgen 14 jonkies, waarvan er 3 met een rechte staart.
Schrijf de kruising uit in genotype (A en a)
a. Wat is de kans op een jong met een krullende staart?
b. Wat is de kans op een homozygoot krullende staart?
c. Wat is de kans op een heterozygoot rechte staart?
13. Sommige planten zijn niet instaat bladgroen te vormen. Dit zogenaamde albinisme berust op de aanwezigheid van een recessief gen. Bij een tabaksplant die heterozygoot is voor deze eigenschap treedt zelfbestuiving op. Er ontstaan 600 zaden. Na kieming ontstaan hieruit kiemplanten.
Hoeveel kiemplanten zullen na verwachting albino zijn?
14. Een fruitvlieg met een zwart lichaam wordt gekruist met een fruitvlieg met een grijs lichaam. Alle individuen zijn grijs in de F1. De F1-individuen worden onderling gepaard. Van de 113 individuen van de F2 zijn er 84 grijs en 29 zwart.
Hoeveel van de grijze individuen zullen in de F2 heterozygoot zijn?
15. Bij cavia’s komen genen voor die we aanduiden met R en r. De aanwezigheid van het gen R geeft vlekken op de vacht. Twee cavia’s, Snufje en Snuitje, krijgen jongen. Deze jongen hebben het genotypen RR, Rr en rr.
Wat zijn de genotypen van Snufje en Snuitje?
16 Als een kat zich niet goed ontwikkelt en delenvan het lichaam te klein blijven, wordt dat dwerggroei genoemd. Een voorbeeld hiervan is het kattenras Munchkin, waarbij de katten zeer korte poten hebben in verhouding tot hun
lichaam
Soms is dwerggroei erfelijk bepaald. Dwerggroei wordt dan bepaald door een dominant gen (A). Kattenembryo’s die homozygoot dominant zijn voor dit gen, sterven voordat ze geboren worden. Twee katten met erfelijk bepaalde dwerggroei krijgen samen nakomelingen.
De katten krijgen veel jongen:
doodgeboren jongen;
jongen met dwerggroei;
jongen met een normale groei.
Intermediaire eigenschappen
Soms is het zo dat er uit een combinatie van genen een mengvorm komt. Beide varianten zijn dan even sterk.
Het voorbeeld hieronder zie je van de kippen. Een zwarte hen en een witte haan vormen samen een grijze. Ook deze vorm van overerving moet je kennen en kunnen uitleggen met behulp van een kruisingsschema.
Een ander voorbeeld is het leeuwenbekje. Dit is een plant met genen voor rode bloemkleur en genen voor witte bloemkleur. Geen van beide genen is dominant of recessief. Wanneer je een rode met een witte kruist ontstaan er roze leeuwenbekjes.
We noemen die roze kleur een intermediair kenmerk. Om aan te geven geen van beide genen dominant zijn gebruiken we twee verschillende letters: R voor rood en W voor wit. Dus AR of AW. A geeft de eigenschap aan en R de variant rood en W de variant wit.
Opdrachten
1. Bij een plant zijn er rode, roze en witte bloemen. Een plant is heterozygoot voor bloemkleur. Twee heterozygote planten worden met elkaar gekruist. Er ontstaan 2000 zaden die uitgroeien tot nieuwe planten.
a. Hoeveel planten zullen rode bloemen hebben?
b. Hoeveel planten zullen roze bloemen hebben?
c. Hoeveel planten zullen witte bloemen hebben?
2. Bij katten wordt de vachtkleur onder ander bepaald door een gen dat op het X chromosoom ligt. Er is een gen voor rode vacht en een gen voor zwarte vacht. voor zwarte vacht.
Poezen (vrouwtjes) kunnen een rode vacht hebben, een schilpadvacht of een zwarte vacht. Schilpadvacht is het intermediaire fenotype.
Een poes met een schilpadvacht paart met een rode kater.
Hoe groot is de kans dat er een schildpadpoes geboren wordt?
3. Petunia’s (een plantensoort) kunnen verschillende kleuren bloemen hebben. Het is bekend dat bloemkleur een intermediair fenotype kan zijn. Een petunia met gele bloemen wordt gekruist met een petunia die rode bloemen heeft. Alle nakomelingen uit de F1 hebben oranje bloemen. De F1 wordt onderling verder gekruist om de F2 te maken.
a. Welke fenotypen en genotypen hebben de nakomelingen van de F2? Laat zien met een kruisingstabel.
b. Hoe groot is de kans op het krijgen van petunia’s met oranje bloemen in de F2?
Een kweker wilt graag petunia’s met oranje bloemen. Hij vraagt zich af of, als hij twee petunia’s met oranje bloemen met elkaar kruist, er alleen maar oranje nakomelingen zullen zijn.
c. Is het met deze kruising mogelijk om alleen maar nakomelingen met oranje bloemen te krijgen? Leg uit
4. Een plant met rode bloemen wordt gekruist met een plant met witte bloemen. Uit de zaden die ontstaan, ontwikkelen zich alleen planten met roze bloemen. Deze nakomelingen uit de F1 planten zich onderling voort. De F2 bestaat uit 105 planten met rode bloemen, 110 planten met witte bloemen en 250 planten met roze bloemen.
a. Hoeveel van die 465 planten uit de F2 zijn heterozygoot?
b. Laat met een kruisingstabel de kruising van twee planten met roze bloemen zien. Geef aan hoeveel procent kans er is op elk genotype.
5. Bij het Engelse Shorthorn-vee komen rode, vaalrode en witte runderen voor. Een veehouder die deze runderen fokt, insemineert vele vaalrode koeien met sperma van één vaalrode stier. Onder de nakomelingen bevinden zich vaalrode, witte en rode kalveren, en wel in de verhouding 2 : 1 : 1.
Door welke van de volgende onderstaande beweringen kan deze verhouding worden verklaard?
Bewering 1: Het gen voor rood is dominant over dat voor wit.
Bewering 2: Er is sprake van dominantie, maar van een intermediaire fenotype.
Bewering 3: Er zijn 3 genen: één voor vaalrood, één voor wit en één voor rood en
vaalrood is intermediair.
Bewering 4: Wit is dominant over Rood.
6 Een veelvoorkomende kleur van de parkiet is groen. Deze kleur komt voorin drie varianten: lichtgroen, donkergroen en olijfgroen. Deze kleuren zijn afhankelijk van het genotype van de parkiet.
Een vogelkweker kruist olijfgroene parkieten met donkergroene parkieten.
Maak een kruisingsschema en een tabel.
Vul het kruisingsschema in en geef in de tabel aan in welke verhouding de kleuren voorkomen bij de nakomelingen.
Stambomen
Om de erfelijke eigenschappen van families in beeld te brengen, worden stambomen gebruikt.
Hiernaast zie je een voorbeeld van zo’n stamboom. In de stamboom worden met vormen het geslacht aangegeven (een vierkantje voor de man, een rondje voor de vrouw) en wordt met kleur of arcering een eigenschap weergegeven.
Uit een stamboom kun je de genotypen van een aantal individuen afleiden. Ook kun je vaak afleiden welke eigenschap dominant of recessief is.
Om in stambomen het dominante gen te vinden, moet je zoeken naar een eigenschap bij een kind die de ouders niet hebben. Die situatie kan alleen ontstaan als het kind homozygoot recessief is en beide ouders heterozygoot zijn. Kijk maar eens in de stamboom hieronder:
Je ziet links bovenaan een vrouw zonder aandoening en een man met aandoening. Zij hebben kinderen zonder aandoening. Je kunt hieruit niet afleiden of de aandoening recessief of dominant is (let op: denk niet: de kans op recessief is kleiner, dus zal de aandoening wel recessief zijn!!). Maar de zoon krijgt met een gezonde vrouw een kind met aandoening. Dit kind kan de aandoening alleen krijgen, als beide ouders het gen bij zich dragen, ze zijn heterozygoot voor deze aandoening. Het kind krijgt van beide ouders de a en is dus aa. Als de aandoening dominant is, zouden beide ouders de aandoening ook hebben.
Conclusie: de aandoening is recessief: de ouders hebben dus genotype Aa, het meisje met de aandoening aa. Haar dochter heeft dus ook genotype Aa en is dus drager. Daarmee wordt bedoelt dat ze het recessieve gen voor de aandoening heeft maar de ziekte niet tot uiting komt.
We kijken nu naar de volgende stamboom:
Je ziet in de legenda dat de individuen die ingekleurd zijn, een bepaalde ziekte hebben.
Wat kan je nu allemaal afleiden uit de bovenstaande stamboom?
1. Het gen voor de ziekte is dominant.
Om uit te vinden of een bepaalde eigenschap dominant of recessief is, zoek je in een stamboom naar twee ouders met dezelfde eigenschap, die een kind krijgen die die eigenschap niet heeft. In dit voorbeeld is dat bij kruising E. Daar hebben de ouders (nummer 9 en 10) allebei de ziekte. Ze krijgen een kind (nummer 19) die de ziekte niet heeft. Dit kan alleen maar als de ziekte dominant is. Zou de ziekte namelijk recessief zijn, dan zouden de ouders allebei het genotype aa moeten hebben. Dan kunnen ze alleen kinderen krijgen met het genotype aa.
2. Van alle gezonde individuen weet je dat het genotype homozygoot recessief is (aa).
Dit weet je, omdat het gen voor de ziekte dominant is, en daarom ben je alleen gezond als je beide recessieve allelen hebt (aa dus)
3. Van alle zieke individuen weet je dat ze heterozygoot zijn.
Dit weet je, omdat de indivuduen 1, 4, 8, 9 en 10 allemaal minimaal 1 gezond kind hebben gekregen. Dat kind moet homozygyoot recessief zijn (anders zou het ziek zijn), en dus moeten beide ouders een recessief gen hebben gehad. Maar ze zijn ziek, dus ook een dominant gen.
Samengevat
Het oplossen van een stamboom:
Zoek naar 2 ouders die dezelfde eigenschap hebben en een kind krijgen met een andere eigenschap.
De ouders zijn Aa en Aa, het kind is aa (het heeft van beide ouders een a gekregen)
Alle individuen met dezelfde kleur als het kind zijn aa
Alle individuen met de kleur van de ouders hebben A.
Daarna kun je door naar de ouders of naar de kinderen van het individu te kijken, ontdekken of een individu AA of Aa is. Kun je dit niet vaststellen dan noteer je A?
Opdrachten
Het ontbreken van de zaadleiders komt vaak voor bij mannen met taaislijmziekte, een erfelijke ziekte. In de afbeelding zie je een deel van een stamboom van een familie waarin taaislijmziekte voorkomt.
1. Is Peter heterozygoot of homozygoot voor het gen dat taaislijmziekte veroorzaakt? En is dit gen dominant of recessief?
a) Peter is heterozygoot en het gen is dominant.
b) Peter is heterozygoot en het gen is recessief.
c) Peter is homozygoot en het gen is dominant.
d) Peter is homozygoot en het gen is recessief.
2. Nummer 5 en 6 in de stamboom zijn beiden heterozygoot voor het gen dat taaislijmziekte veroorzaakt.
Hoe groot is de kans dat dit kind geen taaislijmziekte heeft?
3.Uit de resultaten van één bepaalde kruising is met zekerheid af te leiden, dat het gen voor korte haren dominant is.
Welke kruising is dit?
kruising 1 x 2
kruising 3 x 4
kruising 5 x 6
4.Twee ouders die wel kleuren kunnen zien, hebben twee kinderen (zie de afbeelding).
Wat is het genotype van de ouders voor deze vorm van kleurenblindheid?
A Beide ouders zijn heterozygoot.
B Beide ouders zijn homozygoot dominant.
C Beide ouders zijn homozygoot recessief.
5. Het gen voor krullend haar is dominant (A), dat voor steil haar recessief (a). Een vrouw die homozygoot is voor steil haar krijgt vier kinderen van een man met krullend haar (zie de afbeelding).
Wat is het genotype van de vader?
6. Sommige mensen hebben kuiltjes in de wangen als ze lachen. Dit is een erfelijke eigenschap die dominant overerft. Mensen met de recessieve eigenschap krijgen geen kuiltjes in de wangen bij het lachen. In de afbeelding zijn drie stambomen getekend.
Noteer de nummers van de stambomen die juist kunnen zijn voor wat betreft de overerving van de kuiltjes in de wangen bij het lachen. Leg je antwoord uit.
7. Polydactylie is een eigenschap die bepaald wordt door een dominant gen (A). Bij mensen met deze eigenschap kan er aan de handen een extra vinger voorkomen.
a. Wat is het genotype van Q?
b. Wat is het genotype van R?
c. S en T krijgen samen een kind. Hoe groot is de kans dat dit kind polydactylie heeft?
8. De afbeelding toont een familie van Indische olifanten . Bij deze familie komt albinisme voor .
Wat is het genotype van olifant 1, 2 en 3?
9. In onderstaande stamboom van muizen komen grijze en witte muizen voor.
a. Hoe groot is de kans dat muis 3 grijs van kleur is?
b. Wat is het genotype van muis 2?
c. at is het genotype van muis 1?
10. Wordt het eenkleurige fenotype veroorzaakt door een dominant gen of door een recessief gen? Leg je antwoord uit.
Extra oefeningen
De ziekte van Huntington is een aandoening van het zenuwstelsel die wordt veroorzaakt door een recessief gen. Paul is drager van dit gen maar heeft geen Huntington.
Paul krijgt samen met Wendy een baby. Wendy heeft geen huntington en is geen drager.
1. Wat is de kans op een baby met de ziekte van Huntington? Leg je antwoord uit met een kruisingsschema.
Varkens kunnen geboren worden met een krulstaart of een rechte staart. Het gen voor een krulstaart is dominant. In de afbeelding zie je een stamboom van varkens.
Over deze stamboom worden twee uitspraken gedaan.
Uitspraak 1: Varken P is heterozygoot voor de staartvorm en heeft een krulstaart.
Uitspraak 2: Varken S kan homozygoot dominant of heterozygoot voor de staartvorm zijn.
2. Welke uitspraak is juist?
A beide uitspraken zijn juist
B alleen uitspraak 1 is juist
C alleen uitspraak 2 is juist
D beide uitspraken zijn onjuist
De ziekte van Duchenne is een aandoening die wordt veroorzaakt door een recessief gen die alleen voorkomt op X chromosomen.
3. Hoeveel genen voor de ziekte van Duchenne heeft een man met deze ziekte in een lichaamscel?
A 1
B 2
C 3
D 4
Bij honden komen er tijdens de vruchtbare periode meerdere eicellen vrij. Er kan dus meerdere keren een bevruchting plaatsvinden waaruit een nestje puppy´s wordt geboren.
Er kunnen ook eeneiige tweelingen voorkomen in een nest puppy’s. Meestal wordt dit niet opgemerkt omdat pas geboren puppy’s veel op elkaar lijken.
In de afbeelding zie je een nestje puppy’s. Over dit nestje worden twee uitspraken gedaan.
Uitspraak 1: Puppy’s Pen S hebben hetzelfde genotype.
Uitspraak 2: Puppy’s P en Q hebben hetzelfde geslacht.
Charles Darwin is de grondlegger van de evolutietheorie.
In september 1835 bracht Darwin vijf weken door op de Galapagoseilanden in de Grote Oceaan, bij Ecuador. Hier onderzocht hij de later naar hem vernoemde darwinvinken. Wat bleek? Op het ene eiland hadden de vinken een botte, brede snavel, waarmee ze de noten konden kraken die op dit eiland te vinden waren. Op het andere eiland hadden de vinken spitse, puntige snavels; hier bestond het dieet vooral uit insecten.
De vinken, zo oordeelde Darwin, waren aangepast aan de omstandigheden op het eiland waarop ze leefden. Zo hadden ze in de loop van de tijd (honderdduizenden of miljoenen jaren) verschillende eigenschappen en kenmerken ontwikkeld, ondanks dat ze dezelfde voorouder hadden. Bij terugkomst in Groot-Brittannië schreef Darwin zijn bevindingen op. De evolutietheorie was geboren.
De evolutietheorie gaat uit van drie basisprincipes: variatie, selectie en erfelijkheid. Darwin concludeerde dat de verschillende vinken op de Galapagoseilanden een proces van natuurlijke selectie hadden doorgemaakt. Afhankelijk van de omgeving waarin een soort leeft, komt de ene eigenschap van pas en de andere juist niet. Een vink met een brede snavel, zo oordeelde Darwin, had op het eiland vol notenbomen een grotere overlevingskans. En hoe groter de overlevingskans, hoe groter de kans op nageslacht. Zo worden de gunstige eigenschappen doorgegeven, en de ongunstige juist niet. Na verloop van tijd blijft alleen de meest geschikte variatie over. Darwin noemde dit survival of the fittest of natuurlijke selectie: het voortbestaan van de dieren die het beste aan de leefomstandigheden zijn aangepast.
Voorbeelden van evolutie zie je overal om je heen. Denk maar eens aan de schutkleur van een mot of de lange nek van een giraffe. Of een kikker die in de loop van de evolutie weer een volledig gebit ontwikkelde. Ook de mens is door evolutie ontstaan. In een tijdsbestek van miljoenen jaren is de moderne mens, of Homo sapiens, geëvolueerd uit andere aapachtigen. Dat de mens volgens Darwins evolutietheorie onderdeel is van het dierenrijk, viel in de negentiende eeuw niet bij iedereen in goede aarde. Tegenwoordig wordt het echter als een onomstreden wetenschappelijk feit beschouwd.
Darwin publiceerde in 1859 een boek waarin hij de evolutietheorie omschreef: On the Origin of Species. Daarmee bracht Darwin een wetenschappelijke revolutie teweeg. Zijn boek wordt nog altijd gezien als een van de belangrijkste wetenschappelijke werken in de geschiedenis. Zijn theorie vormt de basis van alle levenswetenschappen – en van onze eigen ontstaansgeschiedenis.
bron: national geographic
Bekijk het filmpje over Darwin.
De evolutietheorie
Evolutie is het proces van het ontwikkelen van soorten in nieuwe soorten, over een periode van soms wel duizenden jaren. Dat proces wordt in gang gezet als de omgeving verandert. Als de omgeving verandert, raakt alles wat in die omgeving leeft aangepast. Gebeurt dat niet, dan behoort verhuizen naar een plek waar de omgeving nog hetzelfde is tot de mogelijkheden. Lukt ook dat niet, dan zal de soort uitsterven. De soorten die aangepast raken aan hun nieuwe omgeving zullen overleven en zich ontwikkelen tot nieuwe soort.
Wat is een soort?
bron: biomaatschappij.nl
Hoe ontstaan nieuwe eigenschappen?
Zoogdieren hebben haren, vogels hebben veren. Hun voorouders, vissen, amfibieën en vroege reptielen, hadden deze eigenschappen niet. Volgens onderzoekers zijn de haren en veren ontstaan door evolutie; langzame verandering en aanpassing. Hoe ontstaat een nieuwe eigenschap bij organismen?
Eigenschappen in DNA
Dieren hebben allerlei eigenschappen, ook wel ‘kenmerken’ genoemd. Denk aan haren, schubben, kleur, geur, lichaamsdelen en gedrag. Aan de kenmerken is een dier of diergroep te herkennen. Vissen hebben vinnen. Spinnen hebben acht poten. Dat staat allemaal in hun DNA ‘beschreven’. DNA is een stof die eruit ziet als lange, opgerolde draden, vergelijkbaar met een boek vol informatie over het lichaam. Het DNA zit in elke cel van een lichaam. Hetzelfde geldt natuurlijk ook voor planten schimmels en bacteriën.
Eigenschappen zijn erfelijk
Zoals je weet erven veel organismen bij de geslachtelijke voortplanting het DNA van hun ouders, daarom lijken veel jongen op hun ouders. De helft van het DNA komt van de moeder en de andere helft van de vader. Omdat DNA erfelijk is, hebben organismen ook DNA van hun verre voorouders. Vogels hebben bijvoorbeeld nog stukken DNA van dinosauriërs, amfibieën en zelfs vissen, omdat ze hiervan afstammen. Ook mensen stammen af van vissen. We hebben veel van ze geërfd, zoals hun ruggenwervels en kaken.
Mutaties
Als DNA altijd hetzelfde zou blijven, zouden er geen verschillende soorten bestaan. Maar DNA in cellen verandert. Dat gebeurt bijvoorbeeld als cellen delen. Cellen verdubbelen zich vaak voor groei of herstel. Ze groeien en splitsen zich. Tijdens een celdeling splitst ook het DNA. Hierbij gaat weleens iets fout. Het DNA verandert dan een beetje. Een stukje DNA komt op de verkeerde plek of wordt verkeerd ‘overgeschreven’ bij het verdubbelen. Als DNA verandert, heet dat een ‘mutatie’. Meestal is een mutatie niet eens merkbaar. Maar als een mutatie plaatsvindt in een eicel, zaadcel of bevruchte eicel, kunnen de gevolgen groot zijn.
Een nakomeling met een nieuwe eigenschap
Een bevruchte eicel met een heel schadelijke mutatie sterft. Is de mutatie niet of minder schadelijk, dan blijft de bevruchte eicel leven. Er groeit een nakomeling uit. Van die nakomeling zullen alle cellen de mutatie bevatten. Vaak is zo'n mutatie niet eens merkbaar, maar soms wel. De nakomeling heeft dan een nieuwe erfelijke eigenschap. Hij heeft bijvoorbeeld een andere haarkleur, neusvorm of lengte dan de ouders en andere verwanten. Door de mutatie kan ook een erfelijke ziekte ontstaan. Of er kan een stofje in het lichaam gemaakt of juist niet meer gemaakt worden.
Een enkele mutatie is meestal niet voldoende voor een nieuw lichaamsdeel zoals een vleugel. Daarvoor zijn heel veel mutaties nodig. De verandering van een poot in een vleugel duurde miljoenen jaren en ging in kleine stapjes. De botten in een vogelvleugel lijken nog steeds op die van hun voorouders. Een vleugel is in feite een veranderde poot. Zo is het ook met de veren en haren. Ze lijken nieuw, maar ze zijn ontstaan uit de schubben van hun voorouders.
Soms zijn nieuwe eigenschappen beter om te overleven, er kan dan een nieuwe soort ontstaan.
Wat is natuurlijke selectie?
Natuurlijke selectie is het verschijnsel waarbij individuen die beter aan de omgeving zijn aangepast een grotere overlevings- en voortplantingskans hebben. Na verloop van tijd zullen daarom de genen die coderen voor de voordelige eigenschappen in een groter deel van de populatie voorkomen.
Voorbeeld
Stel dat er bij ratten twee vachtkleuren zijn (bruin en grijs). Natuurlijke selectie treedt op wanneer grijze ratten opgaan in de omgeving en roofdieren hierdoor alleen de bruine ratten doden. Grijze ratten hebben dan een voordeel. Geleidelijk zal het gen voor de bruine vachtkleur uitsterven en zullen er alleen nog grijze ratten zijn.
Nieuwe soorten
Kunnen soorten zich zo veel aanpassen dat het nieuwe soorten worden? In de stad is zoiets nog niet aangetoond, want zo’n proces duurt heel lang. Evolutiebioloog Menno Schilthuizen vertelt: “Grote steden bestaan nog niet zo lang. Soorten zijn wel aan het veranderen, maar het is nog te vroeg om het nieuwe soorten te noemen. De merel (Turdus merula) is wel aardig op weg om een nieuwe soort te worden. In de stad zingt hij hoger en vroeger op de dag. Hij heeft een kortere snavel en een korter spijsverteringsstelsel. Een nieuwe soort ontstaat pas als veel eigenschappen veranderen. Eén eigenschap is niet genoeg.” Als twee groepen dieren van dezelfde soort zo veranderen dat ze onderling geen jongen meer krijgen die vruchtbaar zijn, dan zijn het twee verschillende soorten geworden.
bekijk het filmpje over evolutie bij muizen.
Aangeleerd of aangeboren?
bron: naturalis
Via onderstaande link kom je bij een interactieve schoolplaat over het ontstaan van soorten in de loop van miljoenen jaren.
Hoe organismen er miljoenen jaren geleden hebben uitgezien kunnen we achterhalen door fossielen. Fossielen zijn versteende overblijfselen van organismen of afdrukken van organismen. De meeste organismen worden door schimmels en bacteriën opgeruimd als ze zijn overleden. Soms echter blijven de vooral harde delen over omdat ze bedekt worden met een laag slib zodat er geen zuurstof meer bij kan en de ontbinding niet verder gaat. Onder druk van vele lagen rond kunnen dan de overblijfselen verstenen. Als de aardlagen weer verdwijnen kunnen de overblijfselen gevonden worden. Vaak worden maar delen van een organisme gevonden.
Ook kunnen kleine insecten in hars overblijven of worden er in hele koude gebieden bevroren resten van organismen gevonden. Hierdoor hebben we veel geleerd over organismen die lang geleden hebben geleefd.
Met al deze vondsten en met DNA wat soms nog uit deze vondsten kan worden gehaald kunnen we een evolutionaire stamboom maken.
Een evolutionaire stamboom is een schema dat de geschiedenis van een bepaalde groep verwante soorten aangeeft.De stamboom laat het patroon zien waarmee de soorten van een gemeenschappelijke voorouder afstammen.
Elk knooppunt in een stamboom geeft de meest recente gemeenschappelijke voorouder aan. Soms geeft de lengte van de lijnen een schatting van de verstreken tijd weer.
In onderstaande afbeelding zie je de stamboom van de mensachtigen.
Hieronder zie je een stamboom van zoogdieren. Je kunt hier bijvoorbeeld in zien dat klipdassen en zeekoeien meer aan elkaar verwant zijn dan klipdassen en slurfdieren.
Wil je meer weten over het ontstaan van het leven op aarde of de ontwikkeling van de moderne mens bekijk dan onderstaande video's
In een tuin is de bodem bedekt met bruin strooisel. Strooisel bestaat uit dode resten van organismen. In deze tuin leeft een populatie slakken. Er zijn slakken met gele huisjes en slakken met bruine huisjes. De slakken eten van de dode resten op de bodem van de tuin. Zelf worden de slakken gegeten door vogels.
In de loop van enkele jaren neemt het deel van de populatie dat bestaat uit slakken met gele huisjes af. Het deel met bruine huisjes neemt juist toe. Dit is het gevolg van natuurlijke selectie.
2. Leg uit hoe door natuurlijke selectie het aantal slakken met bruine huisjes in deze populatie toeneemt.
Fruitvliegjes
Thomas bestraalt enkele fruitvliegjes met röntgenstraling. Daardoor verandert het DNA in de geslachtscellen van deze fruitvliegjes.
3. Hoe wordt deze verandering van DNA genoemd?
Oerkat
Volgens wetenschappers is in een ver verleden het zeeniveau op aarde enkele keren zó ver gedaald, dat verschillende werelddelen met elkaar in verbinding kwamen. Hierdoor konden dieren van het ene naar het andere werelddeel ‘verhuizen’. Dit ‘verhuizen’ wordt migreren genoemd.
Toen daarna de werelddelen weer van elkaar gescheiden werden door het stijgen van het zeeniveau, ontwikkelden deze ‘verhuisde’ dieren zich volgens de evolutietheorie tot aparte groepen.
Zo zouden uit een ‘oerkat’ acht verschillende groepen katachtigen zijn ontstaan (zie de afbeelding).
4. Hoeveel miljoen jaar geleden is de ontwikkeling van de acht groepen uit de ‘oerkat’ begonnen volgens de afbeelding?
Snavellengte
Onderzoekers hebben de snavellengte vergeleken van 214 vogelsoorten uit gebieden over de hele wereld. Ze hebben ontdekt dat er een verband bestaat tussen de snavellengte van de vogels en de temperatuur van de omgeving waarin de vogels leven. Vogels verliezen veel warmte via de snavel. Volgens de onderzoekers hebben vogels met een grotere snavel een grotere overlevingskans dan soortgenoten met een iets kleinere snavel als de gemiddelde temperatuur in een gebied toeneemt. Een plotselinge verandering in het erfelijk materiaal van vogels kan tot gevolg hebben dat ze nakomelingen krijgen met een iets grotere snavel.
5. Hoe heet zo’n verandering in het erfelijk materiaal?
In het leefgebied van een bepaalde vogelsoort is de gemiddelde temperatuur in de loop van de tijd gestegen. Als gevolg hiervan is door natuurlijke selectie het aantal vogels met een iets grotere snavel toegenomen.
6. Leg uit hoe door natuurlijke selectie het aantal vogels met een grotere snavel in dit gebied is toegenomen.
Volgens de evolutietheorie ontstaan er in de loop van de tijd verschillen tussen organismen. Bij het ontstaan van grote verschillen worden ze ingedeeld in aparte groepen. In onderstaande stamboom geven de cijfers 1, 2 en 3 het ontstaan van zulke aparte groepen aan.
7. In welke volgorde in de tijd zijn deze splitsingen in aparte groepen ontstaan volgens de gegevens in de stamboom?
A 1 - 2 - 3
B 1 - 3 - 2
C 2 - 1 - 3
D 2 - 3 - 1
E 3 - 1 - 2
F 3 - 2 – 1
De Catharinaparkiet is een vogel uit Zuid-Amerika, die leeft in de bossen. In Nederland wordt deze vogel gehouden als volièrevogel. De parkieten worden gekweekt op kleur. Er is veel variatie in kleuren: groen, geel, grijs enblauw komen voor.
Behalve de kleur groen bij deze parkieten komen er ook andere kleuren voor, zoals de kleuren blauw of geel. De kleuren blauw of geel worden door mutaties veroorzaakt.
8. Leg uit dat door natuurlijke selectie in de oorspronkelijke leefomgeving de kleur groen meer voorkomt dan blauw of geel.
Duiven
De biologen willen weten of natuurlijke selectie een rol speelt in de aanpassing van de luizen aan de veerkleur van de duif. Ze doen een nieuwe proef die een aantal jaren duurt. De biologen hebben vier groepen duiven samengesteld:
witte duiven met snavelkapjes
witte duiven zonder snavelkapjes
zwarte duiven met snavelkapjes
zwarte duiven zonder snavelkapjes
Alle duiven worden besmet met grijze luizen. Een luis leeft ongeveer 50 dagen en kan in die tijd tot wel 300 nakomelingen krijgen. Na vier jaar bekijken de onderzoekers de kleuren van de luizen op de duiven. Hieronder zie je de resultaten in een tabel.
9. vul onderstaande tabel in:
10.
a Hoe heten versteende overblijfselen van organismen, of afdrukken van organismen in gesteenten?
b. Overblijfselen van dinosauriërs worden gevonden in gesteentelagen die gevormd zijn voor/ in / na de tijd dat de dino’s leefden
Een van onze voorouders was Lucy. Zij leefde 3.2 miljoen jaar geleden. Er s een fossiel van haar gevonden in Afrika.
11. Leg uit waardoor alleen de botten van ‘Lucy’ zijn gefossiliseerd.
12. Aan welke kenmerken kan je zien dat ze verwant is aan de mens van nu?
Het arrangement Erfelijkheid en evolutie is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten
terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI
koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI
koppeling aan te gaan.
Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.
Arrangement
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en
het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op
onze Developers Wiki.
clipphanger fossielen
